• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권3호
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• pp.251-255
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• 2019

콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따른 수분함량의 변화 및 단백질 용출을 분석하기 위하여 콩의 수화 특성 및 단백질 용출특성을 확인하였다. 수화 온도가 증가함에 따라 콩의 수화 속도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 이러한 수화 특성이 Peleg 모델을 통해 분석되었다($R^2>991$). 초기수분함량으로부터 목표수분함량(130%)까지 수화시키기 위해 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$ 수화에서 필요한 수화시간은 각각 12.6, 3.11, 그리고 2.31시간을 나타내어 수화 온도가 증가함에 따라 목표함량에 도달하기 위한 수화시간이 급격히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 수화공정에 따른 콩의 품질을 분석하기 위해 수화에 따른 단백질 용출량 또한 확인하였으며, 이 또한 Peleg 모델을 이용하여 분석하였다($R^2>0.941$). 단백질 용출 속도는 수화 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 수화 온도가 증가함에 따라 수화에 필요한 시간도 줄어들지만 그에 따른 단백질 용출량 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 수분함량과 단백질 용출을 분석하기 위해 개발된 두 모델을 이용하여 목표수분함량까지 수화하였을 때의 콩의 단백질 용출량을 분석하였으며, 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$에서 각각 35.2, 93.1 그리고 103.0 mg/g을 나타내어, $25^{\circ}C$의 수화온도에서 12.6시간의 수화시간이 콩의 품질을 고려한 최적 수화공정임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.365-370
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• 2019

본 연구에서는 키랄 코발트 살렌 촉매 존재 하에서 에폭사이드 화합물의 비대칭 고리 열림 반응(EKR)에 미치는 초음파 조사 효과를 기존의 기계적 교반법과 비교하여 고찰하였다. 촉매의 활성을 비교하기 위하여 $AlCl_3,\;BF_3$ 및 니트로벤젠술폰산(NBSA)이 결합된 키랄 코발트 살렌을 합성 사용하였으며, 반응물로는 에피클로로히드린(ECH), 에폭시페녹시프로판(EPP) 및 프로필렌 옥사이드(PO)를 친핵체로는 물과 메탄올을 각각 사용하여 EKR 반응을 수행하였다. 이 반응에서 반응물을 혼합시키는 조작의 일환으로써 초음파를 반응계에 적용한 경우가 통상의 기계적인 교반보다 반응속도를 현저히 증가시키는 결과를 나타내었다. 최고의 거울상 이성체 과잉도 값인 99 ee%를 얻는데 요하는 반응시간은 초음파를 적용하였을 때가 격렬한 물리적 교반을 행한 경우보다 60% 이상 단축되었으며, 이는 용액 중에서 발생하는 초음파의 공동화 현상에 의해 형성된 강한 전단력에 의한 결과로 해석된다.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.547-555
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• 2018

북미, 유럽 뿐 아니라 우리나라에서도 유해물질 관리제도가 도입되는 등 매년 크게 증가하는 화학물질의 생산, 유통으로 인한 독성 피해에 대응하고 있다. 유해물질의 생물독성을 평가하는 방법은 널리 소개되어 왔으나, 모델링을 위한 정량적이고 신속한 정보가 요구된다. 본 연구에서는 발광 미생물인 Vibrio fischeri를 이용하여 아연, 구리, 크롬, 카드뮴, 수은, 납 등 중금속 6종에 대한 독성 평가를 실시하고, 독성 모델링을 통해 생존율을 재현하였다. 발광 미생물의 활성 정도 및 중금속에 의한 독성은 photomultiplier가 내장된 감광 장치를 이용하여 상대발광도를 측정, 독성의 영향을 판단하였다. 30분 내 저해율이 20% 미만에 이르는 농도 및 $EC_{50}$ 등을 통해 독성을 평가하였다. 그 결과, 생물 독성은 수은, 납, 구리, 크롬, 아연, 카드뮴 순으로 나타났다. 시간별 $EC_{50}$의 추세선을 통해 얻은 $EC_{{50},{\infty}}$는 독성 모델링의 주요 파라미터와 선형 관계가 높았다. 실험결과로부터 DAM, TDM 모델링에 필요한 주요 파라미터를 얻었으며, 재현된 독성 영향은 아연, 구리, 크롬, 카드뮴 등에서 오차율 평균 10.2%이었다. Vibrio fischeri를 및 감광 장치를 이용한 미생물 독성 측정 방법은 짧은 시간에서 $EC_{{50},{\infty}}$ 및 독성 모델링 구현에 필요한 주요한 인자들을 신속하게 얻을 있어 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.565-573
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• 2021

활성탄에 의한 Brilliant Green(BG), Quinoline Yellow(QY) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학, 열역학적 특성치와 경쟁흡착을 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. BG와 QY는 가지고 있는 atomic nitrogen 이온(N⁺)의 영향으로 pH 11에서 92.4%의 최고 흡착율을 나타내었고, QY는 sulfite 이온(SO₃^-)의 영향으로 pH3에서 90.9%의 최고 흡착률을 나타냈다. 등온흡착 데이터로부터, BG의 경우는 Freundlich 등온식에 잘 맞아서 다분자층 흡착이었고, QY는 Langmuir 등온식이 가장 높은 일치도를 나타내어 주로 단분자층흡착이었다. Freundlich 식과 Langmuir 식의 분리계수는 활성탄에 의해 이들 염료를 효과적으로 처리할 수 있는 공정임을 나타냈다. Temkin 등온식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 BG와 QY의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 동력학적 실험결과는 유사 이차 반응속도식이 유사일차 반응속도식보다 일치도가 높았고 평형흡착량에 대한 오차도 더 작았다. 입자내 확산식을 이용하여 도시한 그래프는 2단계의 직선으로 나타났는데 기울기가 낮은 입자내 확산이 율속단계임을 확인하였다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 흡착과정이 비교적 수월하게 일어나며 흡열반응임을 나타냈다. 엔트로피 변화는 활성탄에 대한 BG와 QY 염료의 흡착이 진행됨에 따라 흡착시스템의 무질서도가 증가함을 나타냈고, Gibbs 자유 에너지 변화로 부터 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 커진다는 것을 알았다. 혼합용액의 경쟁흡착 결과는 상대적으로 흡착률이 높은 QY가 BG에 의해 큰 방해를 받아 흡착률이 크게 감소하는 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.182-189
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 의한 disperse yellow 3(DY 3) 염료의 흡착을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 하는 실험을 통해 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 DY 3의 흡착은 산성영역인 pH 3에서 흡착률이 가장 높았다. 이는 양(+)으로 하전된 활성탄 표면과 DY 3의 음이온(OH^-) 사이의 정전기적 인력에 기인한 것으로 판단되었다. DY 3의 흡착평형자료로부터 Langmuir 등온흡착식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(R_L) 값으로부터 활성탄이 DY 3을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 또한, Temkin 식의 흡착열 관련 상수의 값이 20 J mol^-1을 넘지 않아 물리 흡착 공정임을 알 수 있었다. 동력학 실험은 농도별 실험과 온도별 실험 모두 유사 이차 속도식이 오차율 10.72% 이내였다. Weber와 Morris의 입자내 확산 모델의 플로트는 두 단계의 직선으로 나타났다. Stage 2(입자내 확산)의 기울기가 stage 1(경계층 확산)의 기울기보다 작게 나타나 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 활성탄에 의한 DY 3 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 값을 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. 활성탄에 대한 DY 3의 흡착반응의 엔탈피 변화는 0.65 kJ mol^-1 로 흡열반응이었으며, 엔트로피 변화는 2.14 J mol^-1 K^-1로 양의 값(positive value)을 나타냈다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.141-150
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• 2022

가축분뇨의 대량 발생에 따른 환경적 부담을 완화하기 위해 가축분뇨의 열분해를 가축분뇨 처리 방법 중 하나로 제시하였다. 탄소 활용 측면에서, 열분해는 분뇨로부터 유용한 탄소 기반 물질을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구는 우분 열분해 과정에서 이산화탄소 적용에 따른 합성가스 발생 특성을 연구하기 위해 수행되었다. 실험결과, 이산화탄소 조건에서 600 ℃이상에서 일산화탄소 가스 발생량이 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 이산화탄소와 우분 유래 휘발성물질의 균질반응에 기인한다. 우분 열분해 시 합성가스 증대를 위해, Co/SiO₂를 활용하여 촉매 열분해 실험을 추진하였다. 촉매를 이용한 우분 열분해 시 합성가스인 수소와 일산화탄소가 모든 온도 영역에서 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 이산화탄소가 가축분뇨 열분해를 통한 합성가스 생산에 활용 가능함을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.312-318
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• 2011

촉매를 이용한 $CO_2$-석탄 가스화의 kinetic 및 촉매 활성에 대해 조사하였다. 석탄에 촉매로 $K_2CO_3$와 $Mn(NO_3)_2$, $Ce(NO_3)_3$를 진공증발기를 이용하여 담지하였다. 가스화 실험은 5 wt%의 촉매를 담지한 저급석탄을 TGA를 사용하여 온도 $700{\sim}900^{\circ}C$범위에서 $N_2$와 $CO_2$ 반응가스로 진행하였다. TGA 실험 결과 $900^{\circ}C$에서 모든 촉매의 종류에 관계없이 저급석탄은 탄소 전환율 100%에 도달하였으며 촉매 가스화속도는 5 wt% $K_2CO_3$ > 5 wt% $Mn(NO_3)_2$ > 5 wt% $Ce(NO_3)_3$ > Non-catalyst 순으로 나타났다. 가스화 속도는 온도가 증가함에 따라 증가하는 것을 관찰하였으며 5 wt% $K_2CO_3$의 경우 가스화반응 활성화 에너지가 119.0 kJ/mol로 가장 낮게 얻어졌다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.167-173
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• 2011

Nickel cobalt ferrite($Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_2O_4$) powder was prepared through the ceramic route by the calcination of a stoichiometric mixture of NiO, CoO and $Fe_2O_3$ at $1100^{\circ}C$. The pressed pellets of $Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_2O_4$ were isothermally reduced in pure hydrogen at $800{\sim}1100^{\circ}C$. Based on the thermogravimetric analysis, the reduction behavior and the kinetic reaction mechanisms of the synthesized ferrite were studied. The initial ferrite powder and the various reduction products were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, reflected light microscope and vibrating sample magnetometer to reveal the effect of hydrogen reduction on the composition, microstructure and magnetic properties of the produced Fe-Ni-Co alloy. The arrhenius equation with the approved mathematical formulations for the gas solid reaction was applied to calculate the activation energy($E_a$) and detect the controlling reaction mechanisms. In the initial stage of hydrogen reduction, the reduction rate was controlled by the gas diffusion and the interfacial chemical reaction. However, in later stages, the rate was controlled by the interfacial chemical reaction. The nature of the hydrogen reduction and the magnetic property changes for nickel cobalt ferrite were compared with the previous result for nickel ferrite. The microstructural development of the synthesized Fe-Ni-Co alloy with an increase in the reduction temperature improved its soft magnetic properties by increasing the saturation magnetization($M_s$) and by decreasing the coercivity($H_c$). The Fe-Ni-Co alloy showed higher saturation magnetization compared to Fe-Ni alloy.

• Animal Bioscience
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• 제34권4호
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• pp.701-713
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• 2021

Objective: The present work was undertaken to evaluate the effects of storage time, choline chloride, and high concentrations of Cu and Zn on the kinetic behavior of vitamin degradation during storage in two vitamin premixes and four vitamin-trace mineral (VTM) premixes. Methods: Two vitamin premixes (with or without 160,000 mg/kg of choline) were stored at 25℃ and 60% humidity. Besides, four VTM premixes were used to evaluate the effects of choline (0 vs 40,000 mg/kg) and trace minerals (low CuSO4+ZnO vs high CuSO4+ZnO) on vitamin stability in VTM premixes stored in room, and the VTM premixes were stored in room temperature at 22℃. Subsamples from each vitamin and VTM premix were collected at 0, 1, 2, 3, 6, and 12 months. The retention of vitamin A (VA), vitamin D3 (VD3), vitamin E (VE), vitamin K3 (VK3), vitamin B1 (VB1), vitamin B2 (VB2), vitamin B3 (VB3), vitamin B5 (VB5), and vitamin B6 (VB6) in vitamin premixes and VTM premixes during storage was determined. The stability of vitamins in vitamin premixes and VTM premixes was determined and reported as the residual vitamin activity (% of initial) at each sampling point. Results: The effect of choline on VK3 retention was significant in vitamin premixes (p<0.05). The negative effect of storage time was significant for the retentions of VD3, VK3, VB1, VB2, VB5, and VB6 in vitamin premix (p<0.05). For VTM premixes, negative effect of storage time was significant (p<0.05) for the losses of vitamin in VTM premixes. Choline and high concentrations of Cu and Zn significantly increased VA, VK3, VB1, and VB2 loss during storage (p<0.05). The supplementation of high concentrations of Cu and Zn significantly decreased the concentrations of VD3 and VB6 (p<0.05) in VTM premixes at extended storage time. Conclusion: The maximum vitamin stability was detected in vitamin and VTM premixes containing no choline or excess Cu and Zn. The results indicated that extended storage time increased degradation of vitamin in vitamin or VTM premixes. These results may provide useful information for vitamin and VTM premixes to improve the knowledge of vitamin in terms of its stability.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.283-289
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• 2021

석탄계 활성탄(CAC)에 의한 carbol fuchsin (CF) 염료의 흡착 특성을 pH, 초기농도, 온도 및 접촉시간을 흡착변수로 사용하여 조사하였다. CF는 수중에서 해리하여 양이온인 NH₂⁺를 가지게 되는데, 염기성 영역에서 음전하를 가진 활성탄의 표면과 정전기적 인력으로 결합하였으며 최적조건인 pH 11에서 96.6%를 흡착하였다. 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 사용하여 해석하였다. 실험결과는 Langmuir 식이 더 잘 맞았다. 따라서 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 활성탄 표면에서 단분자층으로 흡착된다고 예상되었다. 평가된 Langmuir의 무차원 분리계수 값들(R_L = 0.503~0.672)로부터 활성탄에 의해 CF를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 B_T = 4.397~6.281 kJ/mol과 E = 1.456~2.319 J/mol이었다. 따라서 흡착공정은 물리흡착(B_T < 20 J/mol, E < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 속도식에 더 잘 맞았다. CAC에 대한 CF 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화의 음수값이 증가하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성도 높아지는 것으로 나타났다. 양수 값의 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다.